用于净化日用水的方法和组合物.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200980120279.4

申请日:

2009.04.24

公开号:

CN102046010A

公开日:

2011.05.04

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):A01N 37/16申请公布日:20110504|||实质审查的生效IPC(主分类):A01N 37/16申请日:20090424|||公开

IPC分类号:

A01N37/16; C02F1/50; A01P1/00; A61L2/16; A23L2/44

主分类号:

A01N37/16

申请人:

派克解决方案公司

发明人:

J·塔拉斯玛; T·凯科; T·科荷南; P·朗科维斯特

地址:

芬兰赫尔辛基

优先权:

2008.04.24 FI 20085364

专利代理机构:

北京纪凯知识产权代理有限公司 11245

代理人:

赵蓉民;陆惠中

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内容摘要

用于净化日用水,如自来水、饮用水或瓶装水的组合物。该组合物含有过酸,如过乙酸。组合物典型地包含过乙酸、乙酸和过氧化氢。还有日用水的净化方法。在该方法中,组合物被加入到水中,例如,水池、水管或饮水器皿。该方法也可以包括沉淀、过滤或紫外线消毒。

权利要求书

1: 用于净化日用水的组合物, 其特征在于其含有过酸。
2: 根据权利要求 1 所述的组合物, 其特征在于其含有过乙酸。
3: 根据权利要求 1 或 2 所述的组合物, 其特征在于所述过乙酸按重量计是 5 到 17%的 水溶液。
4: 根据权利要求 1、 2 或 3 所述的组合物, 其特征在于其含有过氧化氢。
5: 根据权利要求 1 至 4 中任意一项所述的组合物, 其特征在于其含有乙酸。
6: 根据权利要求 1 至 5 中任意一项所述的组合物, 其特征在于其含有固体试剂, 其上结 合有液体试剂。
7: 根据权利要求 6 所述的组合物, 其特征在于其是片剂形式。
8: 净化日用水的方法, 其特征在于根据权利要求 1 至 7 中任意一项所述的组合物被加 入到水中。
9: 根据权利要求 8 所述的方法, 其特征在于所述水是瓶装的。
10: 根据权利要求 8 所述的方法, 其特征在于所述水被引导到供水网络。
11: 根据权利要求 8 至 10 中任意一项所述的方法, 其中所述水在净化开始时进行沉淀, 其特征在于根据权利要求 1 至 7 中任意一项所述的组合物在沉淀期间或沉淀之前被加入。
12: 根据权利要求 8 至 11 中任意一项所述的方法, 其中所述水被过滤, 其特征在于根据 权利要求 1 至 7 中任意一项所述的组合物在过滤期间或过滤后被加入。
13: 根据权利要求 8 至 12 中任意一项所述的方法, 其特征在于必要量的根据权利要求 1 至 7 中任意一项所述的组合物被加入, 同时测量所述水的净化。
14: 根据权利要求 8 至 13 中任意一项所述的方法, 其中所述水经 UV 消毒, 其特征在于 卤素和 / 或其衍生物仅在紫外线消毒后的方法中被加入。
15: 根据权利要求 8 至 14 中任意一项所述的方法, 其特征在于卤素和 / 或其衍生物在 所述方法中未被使用。
16: 根据权利要求 8 至 15 中任意一项所述的方法, 其特征在于臭氧在所述方法中未被 使用。
17: 根据权利要求 8 至 16 中任意一项所述的方法, 其特征在于 0.1 到 5mg/l 的过乙酸 和 0.1 到 50mg/l 的过氧化氢被加入到水中。
18: 根据权利要求 8 至 17 中任意一项所述的方法, 其特征在于过氧化氢以 5 到 15mg/l 的量被加入。
19: 根据权利要求 8 至 18 中任意一项所述的方法, 其特征在于根据权利要求 1 至 6 中 任意一项所述的组合物被加入到所述供水网络的不同部分。
20: 根据权利要求 8 至 19 中任意一项所述的方法, 其特征在于根据权利要求 1 至 7 中 任意一项所述的组合物被加入到水池中。
21: 根据权利要求 8 至 19 中任意一项所述的方法, 其特征在于根据权利要求 1 至 6 中 任意一项所述的组合物被加入到终端用户的水管和 / 或与水龙头连接。
22: 根据权利要求 8 至 18 中任意一项所述的方法, 其特征在于根据权利要求 1 至 6 中 任意一项所述的组合物被加入到饮水器皿和 / 或容器中。

说明书


用于净化日用水的方法和组合物

    发明领域 本文的日用水指所有拟供人类使用的水, 尤其是像饮用水一样供人类消耗的水。
     目前, 日用水的使用在全世界迅速增长, 因而其需求也在全世界迅速增长。正在 努力从比以往更不纯净的水中, 用更少的化学制品生产日用水而不大大提高净化工艺的成 本。此外, 需要使用生物可分解的或其它危害较小的化学制品, 而且, 还有不会形成对健康 有不利影响的化合物的化学制品。 另外, 正在努力发现具有最少可能量的味道问题、 并不会 在供水系统, 如水管、 水池和水塔中产生破坏的化学制品。 在瓶装水中, 部分同样的问题, 尤 其是涉及到味道的问题限制了化学制品的使用。净化生水以生成饮用水通常包括 : 机械过 滤、 普通生物处理、 以及在净化工艺的不同步骤添加水净化用化学制品以增强净化和 / 或 氧化有机物和无机物以及生物体。
     当生水被消毒以生成日用水时, 在净化工艺期间新的杂质在水中形成, 尤其是如 果生水含有合适的有机物以形成杂质, 如腐殖质。通常, 地表水 ( 河水和湖水 ) 比地下水含 有更多这样的物质。 然而, 随着日用水使用的增加, 地下水使用受到限制, 而对地表水、 河水 和湖水使用的需求增加。生水越纯, 由于净化用化学制品的使用而产生的杂质就越少。当 日用水以常规方式被消毒时, 即, 通过氯化, 随着氯与有机物的反应, 各种氯化化合物在水 中形成。从腐殖地表水氯化而来的饮用水可能含有成百种不同的氯化化合物。如果水中含 有溴化物, 也会形成溴化化合物。
     通常, 在日用水的净化中, 氯和 / 或其衍生物被用来为水消毒。然而, 如果固体含 量很高的话, 氯作为水净化用化学制品的使用并不会产生预期的结果。 例如, 诱变剂三卤甲 烷和氯化呋喃酮的形成与氯化作用有关。 这些被怀疑会引起健康风险, 例如, 增加的癌症风 险。饮用水含的诱变剂越多, 癌症的风险就越大。诱变剂氯化饮用水已经在许多国家中检 测到了, 在这些国家中, 生水含有合适的有机物。
     作为化学制品, 氯是一种有毒的和强效的氧化剂, 并且对环境有害。氯 / 氯化铵通 常用于净化日用水, 处理氯 / 氯化铵是危险的, 又例如它们与氢的反应强烈, 并要承受爆炸 的风险。氯 / 氯化铵含有液体氯, 其在压力降到正常压力时会立即蒸发, 这反过来又刺激皮 肤和眼睛。当被吸入时, 氯化铵也是有害的, 因为液体氯会迅速蒸发。在低于 9.6℃的温度 下, 氯与水形成结晶水合物, 这就是为什么低温度的水大大限制了氯的分解。 另一个问题由 氯 / 氯化铵的净化效率引起, 而且, 尽管氯减少了水中微生物的总量, 然而, 它并没有消灭 水中所有生物体——例如, 已经发现贾弟虫寄生虫在氯化后仍然存留在日用水中。
     还有其它的日用水消毒方法, 例如臭氧化。 由于其强大的氧化能力, 臭氧在日用水 消毒中的使用增加了。 通过使用臭氧, 有可能减少氯的使用, 并且同时减少氯化副产品的形 所以, 考虑到职业安全和环境 成。尽管有许多优势, 臭氧也有劣势。气态臭氧是活性气体, 安全, 臭氧的使用需要谨慎。当被吸入时, 臭氧可以使肺丧失工作的能力。通过臭氧净化在 设备投资方面是昂贵的, 因此并不适合所有的用途。 如果生水含有溴化物, 臭氧的使用就有 问题。作为净化的副产品, 臭氧氧化溴化物形成溴酸盐, 溴酸盐是致癌的癌症诱导剂。
     当用于日用水消毒时, 过氧化氢在投资方面相对便宜, 并且是多功能的。 过氧化氢
     迅速提供大量溶解氧, 并在需要的地方具有消毒作用。 过氧化氢破坏细菌的表面膜、 损坏其 附着点并消化其保护性的多糖层。 通过催化作用, 通常存在于细菌中的有机铁、 有机铜和有 机锌化合物促进了这种作用。细菌最受冲击投放 (shock dosing) 过氧化氢的影响, 但病毒 和原生动物一般不受伤害。 然而, 过氧化氢的使用受快速发展的过氧化氢酶活性的限制, 因 而受微生物的抗过氧化氢性的限制。
     本发明的优点
     根据本发明的方法和组合物提供了水消毒和 / 或净化的新方法以生产日用水, 如 自来水、 饮用水或瓶装水。通过根据本发明的方法和组合物, 在某些情况下可能减少氯和 / 或臭氧和 / 或过氧化氢的使用量, 以及使用的化学制品的量, 尤其是那些对自然界有害的 化学制品。 根据本发明的方法和组合物形成的有害化合物不会达到一些当前水净化使用的 方法和化学制品形成的有害化合物的程度。在某些情况下, 根据本发明的组合物净化了水 管。当被加入到水中时, 根据本发明的组合物几乎是无味无色的。根据本发明的组合物并 不伴随严重的健康危险, 因而很适合净化饮用水, 包括瓶装水。 根据本发明的组合物是生物 可分解的。
     发明描述 根据本发明, 用于净化水的组合物含有过乙酸。 本发明是基于过乙酸、 并且优选地 过氧化氢与乙酸在饮用水净化中的组合活性。在根据本发明的方法中, 过乙酸或其溶液被 加入到水中以氧化和 / 或除去或中和有机物和 / 或无机物或者是水中正在形成的物质。过 乙酸是非常氧化性的杀微生物剂, 并且, 在某些条件下, 过乙酸比氯和溴更有氧化性。过乙 酸的消毒能力是基于对有机物, 如细胞膜和微生物酶的快速氧化, 据此, 过乙酸能得以进入 细胞, 使其无法存活。微生物和过氧化氢的活跃代谢有助于细胞中过乙酸的运输。在细胞 中, 过乙酸氧化至关重要的氨基酸, 以使酶的形态改变并失去其活性。 过乙酸是过氧化氢衍 生物, 并且是多功能的消毒剂 ; 它迅速作用于细菌、 酵母、 真菌生长、 孢子和病毒。作用方式 是氧化和快速的, 因而微生物没有太多时间发展对过乙酸的抵抗力。过乙酸是生物可分解 的物质, 并几乎对环境无害, 而且, 当被稀释时, 其几乎无嗅、 无色和无味。 它使用安全, 因为 它在稀释的溶液中并不刺激皮肤、 眼睛或呼吸。过乙酸具有降低 pH 的作用, 这是提高该试 剂活性的一个原因。它在水中 100%可溶, 与温度无关, 并且它杀死贾弟虫寄生虫和大肠杆 菌 (E.coli)、 沙门氏菌以及李斯特菌细菌。
     根据本发明的优选实施方式, 用于净化水的组合物在水溶液中含有按重量计 5 到 17%量的过乙酸, 优选为按重量计 5 到 15%量的过乙酸。该水溶液相对稳定, 因而, 过乙酸 可以被储存甚至很长时间。 此外, 它相对易于运输和处理, 因为这种非常稀释的水溶液并不 要求使用由特殊钢制成的运输容器。
     根据本发明的一个实施方式, 组合物含有过氧化氢。该液态稳定的过乙酸是过乙 酸、 过氧化氢、 乙酸和水之间的平衡产物。在产生过乙酸的过程中, 乙酸在羧酸基团中从过 氧化氢中获得一个额外的氧分子。结果, 过氧化物基团在乙酸中形成, 在过氧化物基团中, 额外的氧分子位于活性位置。根据浓度方程进行产物的平衡反应。
     3*[ 过氧化氢 ]*[ 乙酸 ] = [ 过乙酸 ]*[ 水 ]。
     达到平衡时, 混合物保持稳定。 在平衡混合物的成分中, 除了水过乙酸具有最高的 蒸气压力, 为 1.1… 1.2kPa( 千帕 ), 所以在开放的空间中它随水的蒸发而浓缩。作为补偿,
     化学制品由于缓慢降解而被稀释。过乙酸的降解产物包括过氧化氢和乙酸。过氧化氢进一 步被转换成水和氧。
     通常已知的稳定剂可以用于减缓降解反应。 过乙酸对分解过氧化氢的酶也具有抑 制作用。加入的过氧化氢使平衡反应向过乙酸移动, 因而减缓了过乙酸的降解。此外, 在一 些条件下, 过氧化氢保存的时间比过乙酸长而不发生分解, 作为它们的联合作用, 过乙酸首 先与过氧化氢一起净化水, 其后过氧化氢作为防腐剂在水中作用。这样的组合物可以特别 有利地用于净化瓶装水, 瓶装水经常被储存甚至更长时间, 而在这种情况下, 过乙酸在瓶中 的降解会引起一些问题。
     根据本发明的一个实施方式, 组合物含有固体试剂, 其上结合液体试剂和任选的 气态试剂。这样的组合物优选为固体的。结合的液体试剂可以包括, 例如 : 过乙酸、 乙酸、 过 氧化氢、 水或任何其它包含在组合物中的试剂。 根据本发明的一个实施方式, 组合物含有一 些其它过酸而不是过乙酸。结合可以包括化学结合、 吸收或任何其它类型的结合, 其中, 在 运输和存储期间, 液体和 / 或气体保留在固体试剂中。根据本发明, 随着固体试剂加入到水 中, 液体试剂溶于水。处理这样的组合物是容易的, 该组合物的分配也容易, 因为它并不需 要任何容器或测量液体的量。此外, 该固体组合物在紧急情况或没有使用水净化设备的情 况下可以容易地用于净化水。
     根据本发明的一个实施方式, 根据本发明的组合物是固体片剂的形式。 因此, 投放 (dosing) 根据本发明的组合物到水中很简单、 直接, 并且容易教授。此外, 根据本发明实施 方式的片剂容易储存、 处理和运输。
     在根据本发明的方法中, 根据本发明的组合物, 优选地过乙酸, 被加入到水中。甚 至 2mg/l( 毫克 / 升 ) 剂量的过乙酸也最常常足以杀死待净化水中包含的一半微生物。仅 仅几倍大剂量的活性过乙酸, 即 5 到 15mg/l, 通常减少 90 到 99.9%的微生物的量。在根据 本发明的方法中, 根据起始水的杂质程度, 足够量的过乙酸或过乙酸水溶液被加入到水中。 过乙酸与水反应, 形成平衡混合物, 其含有过乙酸、 水、 过氧化氢和乙酸。过乙酸、 过氧化氢 和乙酸的混合物优选地以约 0.15ppm( 百万分率 ) 到 1500ppm, 或更优选地以 0.05ppm 到 500ppm 的量被加入。过乙酸、 过氧化氢和乙酸是普通的工业制备和使用的化学制品, 因而, 本文不再详细讨论它们的制备和处理。过乙酸是对环境无害的化学制品。它分解迅速并不 像其它杀微生物剂一样有毒。因为过乙酸与有机杂质反应, 它在其使用环境中已经降解成 过氧化氢和醋剂 (acetum)。 它并不在生态系统的任何一部分累积或浓缩。 基于卤素的氧化 性杀微生物剂可以形成危险的和致癌的降解产物, 并带来腐蚀风险。过乙酸带来相对更小 的腐蚀风险和害处更少的降解产物。
     根据本发明的一个实施方式, 根据本发明净化水的方法被用于净化瓶装水。在瓶 装水中, 在长期储存中, 水的保存会出现问题。另外的问题是, 例如氯不能以足够的浓度被 使用, 因为瓶中的氯部分地蒸发到瓶子的气穴 (air pocket) 中, 使使用者在开瓶时暴露于 有害气味中。在使用根据本发明的方法期间, 保留于瓶中的过乙酸和过氧化氢保存瓶装水 甚至更长的时间。 此外, 由于使用了根据本发明的方法, 瓶装水不伴有使用氯存在的气味问 题, 因为过乙酸和过氧化氢几乎是无嗅无味的。
     根据本发明的一个实施方式, 根据本发明的方法被用于净化自来水, 根据本发明 的一个实施方式, 过乙酸可以用于任何现有技术水净化方法中以部分地或完全地取代以前使用的水净化用化学制品, 或除以前使用的水净化用化学制品之外用于任何现有技术水净 化方法中 ; 以前使用的水净化用化学制品特别是氯、 氯化铵、 臭氧、 次氯酸钠、 氨和亚硫酸 铁。 此外, 根据本发明, 用于净化水的紫外辐射可以通过使用过乙酸而被减少。 此外, 在使用 过乙酸的情况下, 一些以前应用的水净化步骤可以优选地被加速或者甚至完全不考虑。这 样的步骤可以包括, 例如臭氧化、 氯化、 过滤、 活性碳过滤和紫外线消毒。 气态氯和臭氧在给 水设备 (waterwork) 中的使用比使用过乙酸危险的多。 按重量计 5 到 17%稀释的过乙酸溶 液, 优选为 5 到 15%, 包含与过氧化氢相同的风险等级, 过氧化氢每年用量超过百万吨而没 有引起问题。然而, 作为活性剂, 与过乙酸相比, 需要的过氧化氢的量几乎是其 3 倍来迅速 阻止生长。为了防止长期的生长, 与过乙酸相比, 需要的过氧化氢的量几乎是其百倍。
     根据本发明的一个实施方式, 根据本发明的组合物在沉淀过程或沉淀前的水净化 早期阶段被加入, 以使水中有机物的量随方法的进行而尽可能的少, 因而杂质的量会少很 多。其结果是更纯、 更安全的日用水。在本发明的该实施方式中, 早在初始阶段, 病原体就 被完全清除或大部分清除, 并且, 试剂在整个工艺过程中都保持其作用。此外, 在该工艺中 后期应用的任选的 UV( 紫外线 )/ 消毒使过乙酸的净化能力恢复活性, 因此, 过乙酸作用的 时间变的很长。 因为水实际上从工艺开始起就比较纯, 几乎在过乙酸刚加入后就比较纯, 因 而有可能加速工艺的其它步骤。 在工艺的其它步骤中, 例如, 暴露于臭氧化的时间可以被缩 短, 并且在 UV/ 消毒中有可能使用更低瓦数的灯, 因而节省了时间、 能量和成本。氯 / 氯胺 的量也可以被减少, 因为它们现在主要用于在水流经管道时维持水的纯净。 根据本发明的一个实施方式, 根据本发明的组合物以必要的量被加入, 同时测量 水的净化。 根据需要, 根据本发明的组合物可以以无限量被加入到待净化的水中。 根据本发 明的方法优选地包含循环, 其中根据本发明的组合物被加入到待净化的水中, 其随后被测 量杂质, 并且更多的根据本发明的组合物被加入到其中直到水经测量足够纯净并可以转到 下一个水净化步骤。根据本发明的另一个实施方式, 许多用于加入根据本发明的组合物的 点被按顺序排列到水净化路线上, 这些点之间排列着测量点以便根据本发明的组合物以基 于前一个测量点获得的信息计算出来的量被加入。因为过乙酸、 过氧化氢和乙酸都是完全 水溶性的, 并且因为过乙酸和过氧化氢在净化方法中被消耗并转化成水和乙酸, 根据起始 水的纯度, 有可能在每一种情况下加入必需量的根据本发明的组合物。 例如, 氯在水中的溶 解性是有限的, 并且此外, 因为氯本身并不被消耗而是依然留在水中, 当大量使用时, 味道、 气味以及健康问题也随之而来。
     根据本发明的一个实施方式, 该方法包含加入根据本发明的组合物, 并且卤素, 如 氯、 或其衍生物例如氯化铵仅在紫外线消毒后才被加入以确保在其经过供水系统期间水保 持纯净。
     根据本发明的优选实施方式, 根据本发明的组合物在紫外线消毒前被用于取代卤 素的使用。 用这种方式, 卤素及其衍生物可以以很小的量被使用, 并且致癌卤化烃的形成以 及与氯有关的味道、 气味和健康问题可以被最小化。
     根据本发明的一个实施方式, 卤素及其衍生物根本不被用于净化水。根据本发明 的优选实施方式, 根据本发明的组合物被用于完全取代卤素的使用, 以避免致癌卤化烃的 形成以及与氯有关的味道、 气味和健康问题。
     根据本发明的一个实施方式, 臭氧根本不被用于净化水。根据本发明的优选实施
     方式, 本发明的组合物被用于完全取代臭氧的使用, 以便昂贵的臭氧设备不被需要, 并且可 以在水处理厂避免对有毒、 危险的臭氧的处理。
     根据本发明的一个实施方式, 过乙酸以 0.1 到 5mg/l 的量被加入到水中, 并且过氧 化氢以 0.1 到 50mg/l 的量被加入。根据本发明的优选实施方式, 过氧化氢以 5 到 15mg/l 的量被加入到水中。 尤其在净化瓶装水的情况下, 根据本发明的方法, 依据起始水的杂质程 度, 过乙酸以 0.1 到 5mg/l 的量被加入, 并且, 过氧化氢以 0.1 到 50mg/l 的量被加入, 优选 的剂量为 5 到 15mg/l, 而且乙酸以必要的量被加入。大部分过乙酸在投放刚开始时就被消 耗了, 其后过乙酸的降解减缓。过乙酸在数十分钟之内被减半。在较小剂量浓度下, 过乙酸 在数小时内被减半, 这增加了作用的有效期。在 5 到 10 分钟内 5 到 10mg/l 的过乙酸残留 浓度满足足够的作用期。通常, 过乙酸残留浓度构成剂量浓度的约一半。
     如果水是纯净的或几乎纯净, 过乙酸的残留浓度和稳定性更高。过乙酸的消耗比 过氧化氢更快, 因为残留化学制品的比例与最初投放的过乙酸不同。 在纯净水系统中, 过乙 酸大大减小了 pH 值。在剂量被耗尽后, 酸度恢复到正常水平通常需要半个小时, 但在缓慢 的水系统中, 可能甚至需要数小时。过乙酸的投放也有轻微的导电性增加效用。
     根据本发明的一个实施方式, 根据本发明的组合物被加入到供水网络的不同部分 或水塔。 过乙酸发挥化学制品清除和消灭粘液形成物的作用。 此外, 其防止新的粘液形成物 的产生。过乙酸阻止微生物结合到设备上以及微生物之间的结合, 这提高了水的质量。水 溶性化学制品, 过乙酸渗透到粘液形成物细胞之间中间的空间中。随着过氧化氢和过乙酸 分解成气态氧, 形成了小气泡, 其会破坏生物膜结构。随着细胞膜被损坏, 在过乙酸存在的 情况下, 微生物的结合就变得更难了。 由于过乙酸的生物膜降解效应, 根据本发明的组合物 发挥防蚀的功能, 保护了水管、 水塔和水池。它不像在合适的浓度时那样有腐蚀性。当根据 本发明实施方式加入时, 过乙酸被加入到供水网络的不同部分, 以避免过乙酸降解后水的 再污染。
     在本发明的一个实施方式中, 固体或液体组合物被加入到终端用户的管道和 / 或 与水龙头连接起来。 优选地在自来水质量变化的区域或在不适于饮用的地方, 根据本发明, 有可能将根据本发明的组合物加入到单个住户的水管中以提高水的质量。此外, 本发明的 该实施方式使例如, 从河流或其它等同环境中取水并纯化之使其适于饮用而不用投巨资到 水处理厂的设备上成为可能。
     根据本发明的优选实施方式, 当从管道中取水时, 根据本发明的组合物结合水龙 头被加入, 以便过酸, 优选为过乙酸的快速净化效应使水得以被立即净化并使用, 并且同 时, 当过酸, 优选为过乙酸分解时避免了水再污染的可能。
     根据本发明优选的实施方式, 根据本发明的组合物被加入到饮水器皿或水容器 中, 以便过酸, 优选为过乙酸的快速净化效应使水得以被立即净化并使用。
     根据本发明的一个实施方式, 根据本发明的组合物被用于净化人工地下水。根据 本发明一个的优选实施方式, 根据本发明的组合物被用于部分地或完全取代氯及其衍生物 在净化人工地下水中的使用。根据本发明的一个实施方式, 通过将根据本发明的组合物加 入到生成人工地下水的水中, 根据本发明的组合物被用于净化人工地下水盆地和 / 或沙 砾。
     在接下来的部分中, 将通过参考附图详细描述本发明。图 1 显示了净化自来水的典型方法, 其中水通过, 例如臭氧、 紫外光和氯被消毒。 根据本发明的方法和组合物并不限于本文介绍的净化方法, 相反, 通过改进任何已知的水 净化方法, 可以使用根据本发明的组合物。在图 1 所示的水净化方法中, 水的酸度借助于石 灰 (2) 和石灰水 (3) 被调节, 并且通过向水中提供硫酸铁 (4) 使腐殖质沉淀。在沉淀后, 水 被引导到平流沉淀池 (horizontal sedimentation), 其中大部分沉淀物沉积在沉淀池的底 部, 从这里其被引导到污水净化厂。沉淀后, 在用臭氧 (5) 消毒之前, 水经砂滤器过滤。在 臭氧化后, 二氧化碳 (1) 被补给到水中, 提高水的碱度, 并因而减小供水网络中水引起的腐 蚀。然后水被进行活性碳过滤以及紫外线消毒。在充当后备 (back-up) 消毒步骤的紫外线 消毒后, 以次氯酸钠 (6) 形式的少量氯以及与氯结合以形成氯胺的氨 (7) 被供应到水中。 在 最后的步骤中, 二氧化碳和石灰水被加入到水中以将水的 pH 调节到期望值。在水净化后, 其被泵送到供水网络。
     图 2 显示了根据本发明的净化方法的实施例, 其中过乙酸在两步中被加入 ; 在前 置级沉淀 (8) 之前和在过滤期间沉淀 (9) 之后。在根据本发明优选实施方式的方法中, 在 方法开始时, 过乙酸在沉淀前被加入以便水中有机物的量会随方法的继续进行而尽可能地 少, 而且杂质的量可以被大大减少。其结果是更纯和更安全的日用水。因此, 在开始时, 病 原体就已经被清除, 而根据本发明的组合物的作用持续整个方法过程。此外, UV/ 消毒使过 乙酸的净化能力恢复活性, 因此, 过乙酸的作用持续很长。因为水实际上从该方法开始起, 几乎在过乙酸刚加入后更纯净, 因而有可能加速该方法的其它步骤。在该方法的其它步骤 中, 例如, 暴露于臭氧化的时间可以被缩短, 并且在 UV/ 消毒中有可能使用更低瓦数的灯以 节省时间、 能量和成本。氯 / 氯胺的量也可以被减少。 在根据本发明的一种方法中, 过乙酸在生水处理的前置级, 优选为 (8) 和 / 或 (9) 被投放到水中, 如同其到达供水设备。在本发明的该实施方式中, 过乙酸在生物学过滤、 活 性碳过滤和 / 或沙过滤水之前被投放。优选地, 连续投放中剂量为 0.05 到 5mg/l, 更优选 为 0.1 到 2mg/l, 甚至更优选为 0.1 到 1mg/l。因为过乙酸在水处理的前置级被投放, 水在 早期阶段就被消毒, 优选地伴随味道和气味的改善, 并且优选地伴随铁和锰的沉淀。 通过本 发明的净化方法, 有可能部分地或优选完全地取代传统充气和 / 或铁和锰 / 高锰酸钾的加 入。 此外, 早在前置级或其后, 通过过乙酸的作用消除大部分微生物增强了方法中随后的沙 或其它生物学过滤的作用, 因为在这种情况下, 滤器的微生物区能够利用死的生物物质。 此 外, 方法中随后的沙或其它生物学过滤优选地增强过乙酸的作用, 并使更少剂量的过乙酸 能提供相同的消毒能力。通常, 有可能将剂量从 1000ppm 降到 1-5ppm, 优选为降到 1-2ppm。 由于有害的有机氯化合物的形成, 相似的预消毒不能通过氯有利地进行。
     在本发明的该方法中, 在前置级已经用过乙酸消毒的水随后经沙或其它生物学过 滤被过滤, 优选地清除较大的生物体。此外, 在该过滤中, 过乙酸的量优选地被降到初始加 入量的约 1/100, 优选地降到初始加入量的 1/1000。优选地, 在该过滤中, 大部分最大的污 水病原体, 如囊胞、 变形虫、 寄生虫和原生动物被滤掉。 优选地, 滤器大小合适以滤掉所有有 机材料的大部分。
     在本发明的该方法中, 沙或其它生物学过滤作为机械和生物滤器运作。过乙酸的 残留量在滤器中被减少, 并且残留的乙酸可以被滤器的生物膜作为养分利用。从过乙酸中 提供的过氧化氢或加入的过氧化氢具有氧源的作用。在前置级, 过乙酸优选地被仅以这样
     的浓度加入, 即以使沙或其它生物学过滤期间, 过乙酸及其残余的浓度对正常的生物膜是 亚致死的, 但优选地对致病微生物是致死的, 一般而言, 致病微生物比正常铁和锰沉淀微生 物以及生物膜对过乙酸更敏感。 所讨论的沙或其它生物滤器在清除铁和锰中本身是一个已 知的过程。 换言之, 沙或其它生物滤器是补充这一过程的预先存在的设备。 沙或其它生物滤 器单独会太粗糙而不能清除微生物, 从而使它们能够通过。 在本发明的该实施方式中, 过乙 酸优选地在过滤之前或过滤期间的前置级以足以杀死水中大部分有害微生物的量被投入, 然而, 死亡率足够小以维持滤器生物膜的完整性。 优选地, 过乙酸按重量计以 1 至 43%的浓 度被加入, 更优选地按重量计以 5 至 17%的浓度被加入。 过乙酸的剂量可以被调节, 例如通 过测量微生物区和 / 或过乙酸当流入和 / 或流出滤器时水中过乙酸的浓度, 以及通过反馈 调节剂量以得到期望的结果。 本发明并不基于调节剂量 ; 相反, 可以通过方法技术中已知的 任意合适方法来调节。 因此, 在本发明的该实施方式中, 通过在生物学过滤之前加入过乙酸 将化学、 机械和生物方面 (aspect) 结合起来。通过这种方式, 生物和 / 或机械过滤和 / 或 过乙酸的作用得到提高。此外, 有可能优选地由过乙酸整体或部分取代传统的铁和 / 或锰 的沉淀化学制品。
     此外还有可能在过滤中结合正常的化学沉淀物质, 如铝、 聚合物和铁化学物质。 铁 化学物质的使用增强了过乙酸和过氧化氢的活性。 这就是所谓的过氧化氢的 Fenton 法。 此 外, 铁化学物质加速了过乙酸残留物的清除。滤器优选地每周一次通过定期的大规模回流 冲洗来清洁, 优选地同时加入能从滤器清除生物膜的过乙酸。这促进了滤器的作用并阻止 了致病微生物的生长。
     已知紫外光曾用于水消毒。然而, 灯具的老化和生锈约束了该方法。在本发明的 该实施方式中, 过乙酸优选地在相对于灯具老化的前置级被投放, 以使紫外线处理的成本 降低。紫外线处理并不是本发明的关键部分, 并且该方法没有它也能运行。在本发明所述 的过乙酸的投放中, 预先存在的紫外线处理可以被使用, 或者可进行 (constructable) 的 紫外线处理可以由投放过乙酸替代。
     过乙酸及时分解, 并且过乙酸残留物被及时地降到期望水平, 或者根据本发明的 实施方式, 由投放过乙酸产生的乙酸残留物和 / 或其它残留物优选地部分或完全经砂滤器 清除。优选地, 过乙酸在最终产物中的含量少于 0.1mg/l。根据本发明的一个实施方式, 残 留物可以在过乙酸投放同时延迟足够后通过碳过滤器或碳过滤被直接清除。
     在本发明的该方法中, 任选的臭氧化步骤变得优选地不必要。 或者, 臭氧化步骤的 作用可以通过过乙酸的残留物得到提高。臭氧化也减少了过乙酸残留物并加速浓度的降 低。根据本发明的方法产生的水可以瓶装或引导到供水网络。在本发明的一个实施方式 中, 氯被加入到经上述方法净化的水中以防止任何可能保留在水中和 / 或被带入水中的不 需要微生物的增殖。换言之, 氯在本发明的该实施方式中被用作水中的防腐剂。优选地, 在 本发明的该实施方式中, 投放的氯含量与常规水净化相比要小的多, 因为不需要重新对水 消毒, 并且水中有机物的含量优选地与常规水净化相比同样更低, 而且因为氯的用途仅仅 是保护水而不是净化水或对水消毒。 根据本发明实施方式的氯含量的减少优选地降低了健 康危险并提高了水的气味和味道。 在氯化期间根据本发明的方法产生的水中较少量的有机 物减少了有机氯化合物的形成, 其中的许多有机氯化合物可能是致癌的或在其它方面不需 要的。图 3 显示了氯和过乙酸在除去三种常见微生物的水净化作用的比较。表格表明, 为了从水中清除李斯特菌、 葡萄球菌和肠道球菌, 与氯相比仅需要一部分过乙酸。尤其是, 对于 5 度水, 这种差异很明显。通常, 地下水以及从河或湖中汲取的生水的温度很低, 在世 界的许多地方甚至接近于 5 度。因此, 与氯相比, 需要的过乙酸的量少的多, 降低了运送化 学制品的成本。 因为当被释放到环境中时, 氯是比过乙酸更危险的的试剂, 使用过乙酸的环 境危险更小。此外, 当被用于净化水时, 过乙酸比氯对人的害处更小, 并在供应水中形成更 少的有毒和 / 或致癌残留物。
     图 4 和图 5 显示了过乙酸清除水中沙门氏菌和李斯特菌的效应。表格表明, 即使 暴露于根据本发明的组合物 30 秒也足以几乎从水中完全清除这些细菌。由于过乙酸在水 净化中的快速效应, 有可能连续监测净化结果并在需要的时候加入更多的过乙酸。这提供 了一种更有效和更快速的净化方法, 节省了成本并可以产生更好的结果, 因为仅最佳用量 的过乙酸被用于投放中。
     由于其抵抗剪切过氧化氢的过氧化氢酶的能力, 过乙酸对生物体的杀生物作用比 过氧化氢的作用大一个数量级。在微生物控制中使用的过乙酸的量比过氧化氢的量少, 这 使过乙酸的总体环境效应比过氧化氢的更有利。由于 BOD( 生化需氧量 ) 负荷的小幅增加, 过乙酸的长期环境效应可谓与乙酸的相当。 水生生物对过乙酸要比陆生生物敏感约 10 倍。盐水中生物体的急性毒性比淡水 生物体的小。过乙酸对较小的生物体或在胚胎发生期间毒性更大。对藻类和鱼的害处几乎 相当, 过乙酸的杀藻类作用大部分是由过氧化氢提供的。 对于微生物, 过乙酸具有杀生物和 生物稳定剂的功能。
     过乙酸能够抵抗过氧化氢酶, 所以它并不像过氧化氢一样特别迅速地生物分解。 低浓度和处于干净并完全关封闭系统中的过乙酸的生物半衰期持续几周。 过乙酸的直接环 境效应与过氧化氢的相当。
     通过适当的剂量模式, 有可能过乙酸的使用比其它化学制品更长, 因为微生物对 其来说并不容易调节。过乙酸的投放可以是连续的或定期的。为了达到更强大的效果, 过 乙酸被冲击 (in shock) 投放。
     过乙酸比许多其它杀微生物剂作用更快, 所以其使用减少了净化时间。消毒的浓 度是安全的, 对皮肤无刺激, 而且并不在产物中留下有毒残留物。由于完全的水溶性, 过乙 酸并不产生沉淀, 并且很容易洗。过乙酸并不起泡沫或使不锈钢产生腐蚀。
     过乙酸能有效抵抗大部分微生物——细菌、 真菌、 孢子和病毒——并且, 由于过乙 酸的快速效应, 不会形成有抗性的微生物菌株。 作为氧化性杀微生物剂, 过乙酸与传统的常 见杀生物剂相比, 能更快地分解成无害物质, 并对环境毒性更小。当与有机杂质反应时, 大 部分过乙酸在使用环境中尽可能早的分解。当被充分稀释或在降解过程中, 过乙酸仅剩下 过氧化氢和乙酸作为残留物。
     图 6 显示了过醋剂 (peracetum) 和过氧化氢在密闭瓶中的降解作为时间的函数。 该图表明, 加入约 40mg/l 的过氧化氢和 15mg/l 的过乙酸到水中, 10 小时后导致平衡, 其含 约 2mg/l 的过乙酸和 10mg/l 的过氧化氢。即使储存更长时间, 这些化合物的量理想地足以 预防瓶中微生物的生长, 这些微生物可能幸免于净化或被带入到瓶中。
    

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1、10申请公布号CN102046010A43申请公布日20110504CN102046010ACN102046010A21申请号200980120279422申请日200904242008536420080424FIA01N37/16200601C02F1/50200601A01P1/00200601A61L2/16200601A23L2/4420060171申请人派克解决方案公司地址芬兰赫尔辛基72发明人J塔拉斯玛T凯科T科荷南P朗科维斯特74专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限公司11245代理人赵蓉民陆惠中54发明名称用于净化日用水的方法和组合物57摘要用于净化日用水,如自来水、饮用水或瓶。

2、装水的组合物。该组合物含有过酸,如过乙酸。组合物典型地包含过乙酸、乙酸和过氧化氢。还有日用水的净化方法。在该方法中,组合物被加入到水中,例如,水池、水管或饮水器皿。该方法也可以包括沉淀、过滤或紫外线消毒。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010120186PCT申请的申请数据PCT/FI2009/0503292009042487PCT申请的公布数据WO2009/130397EN2009102951INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书8页附图4页CN102046014A1/1页21用于净化日用水的组合物,其特征在于其含有过酸。2根据权利要求1所。

3、述的组合物,其特征在于其含有过乙酸。3根据权利要求1或2所述的组合物,其特征在于所述过乙酸按重量计是5到17的水溶液。4根据权利要求1、2或3所述的组合物,其特征在于其含有过氧化氢。5根据权利要求1至4中任意一项所述的组合物,其特征在于其含有乙酸。6根据权利要求1至5中任意一项所述的组合物,其特征在于其含有固体试剂,其上结合有液体试剂。7根据权利要求6所述的组合物,其特征在于其是片剂形式。8净化日用水的方法,其特征在于根据权利要求1至7中任意一项所述的组合物被加入到水中。9根据权利要求8所述的方法,其特征在于所述水是瓶装的。10根据权利要求8所述的方法,其特征在于所述水被引导到供水网络。11根。

4、据权利要求8至10中任意一项所述的方法,其中所述水在净化开始时进行沉淀,其特征在于根据权利要求1至7中任意一项所述的组合物在沉淀期间或沉淀之前被加入。12根据权利要求8至11中任意一项所述的方法,其中所述水被过滤,其特征在于根据权利要求1至7中任意一项所述的组合物在过滤期间或过滤后被加入。13根据权利要求8至12中任意一项所述的方法,其特征在于必要量的根据权利要求1至7中任意一项所述的组合物被加入,同时测量所述水的净化。14根据权利要求8至13中任意一项所述的方法,其中所述水经UV消毒,其特征在于卤素和/或其衍生物仅在紫外线消毒后的方法中被加入。15根据权利要求8至14中任意一项所述的方法,其。

5、特征在于卤素和/或其衍生物在所述方法中未被使用。16根据权利要求8至15中任意一项所述的方法,其特征在于臭氧在所述方法中未被使用。17根据权利要求8至16中任意一项所述的方法,其特征在于01到5MG/L的过乙酸和01到50MG/L的过氧化氢被加入到水中。18根据权利要求8至17中任意一项所述的方法,其特征在于过氧化氢以5到15MG/L的量被加入。19根据权利要求8至18中任意一项所述的方法,其特征在于根据权利要求1至6中任意一项所述的组合物被加入到所述供水网络的不同部分。20根据权利要求8至19中任意一项所述的方法,其特征在于根据权利要求1至7中任意一项所述的组合物被加入到水池中。21根据权利。

6、要求8至19中任意一项所述的方法,其特征在于根据权利要求1至6中任意一项所述的组合物被加入到终端用户的水管和/或与水龙头连接。22根据权利要求8至18中任意一项所述的方法,其特征在于根据权利要求1至6中任意一项所述的组合物被加入到饮水器皿和/或容器中。权利要求书CN102046010ACN102046014A1/8页3用于净化日用水的方法和组合物发明领域0001本文的日用水指所有拟供人类使用的水,尤其是像饮用水一样供人类消耗的水。0002目前,日用水的使用在全世界迅速增长,因而其需求也在全世界迅速增长。正在努力从比以往更不纯净的水中,用更少的化学制品生产日用水而不大大提高净化工艺的成本。此外,。

7、需要使用生物可分解的或其它危害较小的化学制品,而且,还有不会形成对健康有不利影响的化合物的化学制品。另外,正在努力发现具有最少可能量的味道问题、并不会在供水系统,如水管、水池和水塔中产生破坏的化学制品。在瓶装水中,部分同样的问题,尤其是涉及到味道的问题限制了化学制品的使用。净化生水以生成饮用水通常包括机械过滤、普通生物处理、以及在净化工艺的不同步骤添加水净化用化学制品以增强净化和/或氧化有机物和无机物以及生物体。0003当生水被消毒以生成日用水时,在净化工艺期间新的杂质在水中形成,尤其是如果生水含有合适的有机物以形成杂质,如腐殖质。通常,地表水河水和湖水比地下水含有更多这样的物质。然而,随着日。

8、用水使用的增加,地下水使用受到限制,而对地表水、河水和湖水使用的需求增加。生水越纯,由于净化用化学制品的使用而产生的杂质就越少。当日用水以常规方式被消毒时,即,通过氯化,随着氯与有机物的反应,各种氯化化合物在水中形成。从腐殖地表水氯化而来的饮用水可能含有成百种不同的氯化化合物。如果水中含有溴化物,也会形成溴化化合物。0004通常,在日用水的净化中,氯和/或其衍生物被用来为水消毒。然而,如果固体含量很高的话,氯作为水净化用化学制品的使用并不会产生预期的结果。例如,诱变剂三卤甲烷和氯化呋喃酮的形成与氯化作用有关。这些被怀疑会引起健康风险,例如,增加的癌症风险。饮用水含的诱变剂越多,癌症的风险就越大。

9、。诱变剂氯化饮用水已经在许多国家中检测到了,在这些国家中,生水含有合适的有机物。0005作为化学制品,氯是一种有毒的和强效的氧化剂,并且对环境有害。氯/氯化铵通常用于净化日用水,处理氯/氯化铵是危险的,又例如它们与氢的反应强烈,并要承受爆炸的风险。氯/氯化铵含有液体氯,其在压力降到正常压力时会立即蒸发,这反过来又刺激皮肤和眼睛。当被吸入时,氯化铵也是有害的,因为液体氯会迅速蒸发。在低于96的温度下,氯与水形成结晶水合物,这就是为什么低温度的水大大限制了氯的分解。另一个问题由氯/氯化铵的净化效率引起,而且,尽管氯减少了水中微生物的总量,然而,它并没有消灭水中所有生物体例如,已经发现贾弟虫寄生虫在。

10、氯化后仍然存留在日用水中。0006还有其它的日用水消毒方法,例如臭氧化。由于其强大的氧化能力,臭氧在日用水消毒中的使用增加了。通过使用臭氧,有可能减少氯的使用,并且同时减少氯化副产品的形成。尽管有许多优势,臭氧也有劣势。气态臭氧是活性气体,所以,考虑到职业安全和环境安全,臭氧的使用需要谨慎。当被吸入时,臭氧可以使肺丧失工作的能力。通过臭氧净化在设备投资方面是昂贵的,因此并不适合所有的用途。如果生水含有溴化物,臭氧的使用就有问题。作为净化的副产品,臭氧氧化溴化物形成溴酸盐,溴酸盐是致癌的癌症诱导剂。0007当用于日用水消毒时,过氧化氢在投资方面相对便宜,并且是多功能的。过氧化氢说明书CN1020。

11、46010ACN102046014A2/8页4迅速提供大量溶解氧,并在需要的地方具有消毒作用。过氧化氢破坏细菌的表面膜、损坏其附着点并消化其保护性的多糖层。通过催化作用,通常存在于细菌中的有机铁、有机铜和有机锌化合物促进了这种作用。细菌最受冲击投放SHOCKDOSING过氧化氢的影响,但病毒和原生动物一般不受伤害。然而,过氧化氢的使用受快速发展的过氧化氢酶活性的限制,因而受微生物的抗过氧化氢性的限制。0008本发明的优点0009根据本发明的方法和组合物提供了水消毒和/或净化的新方法以生产日用水,如自来水、饮用水或瓶装水。通过根据本发明的方法和组合物,在某些情况下可能减少氯和/或臭氧和/或过氧化。

12、氢的使用量,以及使用的化学制品的量,尤其是那些对自然界有害的化学制品。根据本发明的方法和组合物形成的有害化合物不会达到一些当前水净化使用的方法和化学制品形成的有害化合物的程度。在某些情况下,根据本发明的组合物净化了水管。当被加入到水中时,根据本发明的组合物几乎是无味无色的。根据本发明的组合物并不伴随严重的健康危险,因而很适合净化饮用水,包括瓶装水。根据本发明的组合物是生物可分解的。0010发明描述0011根据本发明,用于净化水的组合物含有过乙酸。本发明是基于过乙酸、并且优选地过氧化氢与乙酸在饮用水净化中的组合活性。在根据本发明的方法中,过乙酸或其溶液被加入到水中以氧化和/或除去或中和有机物和/。

13、或无机物或者是水中正在形成的物质。过乙酸是非常氧化性的杀微生物剂,并且,在某些条件下,过乙酸比氯和溴更有氧化性。过乙酸的消毒能力是基于对有机物,如细胞膜和微生物酶的快速氧化,据此,过乙酸能得以进入细胞,使其无法存活。微生物和过氧化氢的活跃代谢有助于细胞中过乙酸的运输。在细胞中,过乙酸氧化至关重要的氨基酸,以使酶的形态改变并失去其活性。过乙酸是过氧化氢衍生物,并且是多功能的消毒剂;它迅速作用于细菌、酵母、真菌生长、孢子和病毒。作用方式是氧化和快速的,因而微生物没有太多时间发展对过乙酸的抵抗力。过乙酸是生物可分解的物质,并几乎对环境无害,而且,当被稀释时,其几乎无嗅、无色和无味。它使用安全,因为它。

14、在稀释的溶液中并不刺激皮肤、眼睛或呼吸。过乙酸具有降低PH的作用,这是提高该试剂活性的一个原因。它在水中100可溶,与温度无关,并且它杀死贾弟虫寄生虫和大肠杆菌ECOLI、沙门氏菌以及李斯特菌细菌。0012根据本发明的优选实施方式,用于净化水的组合物在水溶液中含有按重量计5到17量的过乙酸,优选为按重量计5到15量的过乙酸。该水溶液相对稳定,因而,过乙酸可以被储存甚至很长时间。此外,它相对易于运输和处理,因为这种非常稀释的水溶液并不要求使用由特殊钢制成的运输容器。0013根据本发明的一个实施方式,组合物含有过氧化氢。该液态稳定的过乙酸是过乙酸、过氧化氢、乙酸和水之间的平衡产物。在产生过乙酸的过。

15、程中,乙酸在羧酸基团中从过氧化氢中获得一个额外的氧分子。结果,过氧化物基团在乙酸中形成,在过氧化物基团中,额外的氧分子位于活性位置。根据浓度方程进行产物的平衡反应。00143过氧化氢乙酸过乙酸水。0015达到平衡时,混合物保持稳定。在平衡混合物的成分中,除了水过乙酸具有最高的蒸气压力,为1112KPA千帕,所以在开放的空间中它随水的蒸发而浓缩。作为补偿,说明书CN102046010ACN102046014A3/8页5化学制品由于缓慢降解而被稀释。过乙酸的降解产物包括过氧化氢和乙酸。过氧化氢进一步被转换成水和氧。0016通常已知的稳定剂可以用于减缓降解反应。过乙酸对分解过氧化氢的酶也具有抑制作用。

16、。加入的过氧化氢使平衡反应向过乙酸移动,因而减缓了过乙酸的降解。此外,在一些条件下,过氧化氢保存的时间比过乙酸长而不发生分解,作为它们的联合作用,过乙酸首先与过氧化氢一起净化水,其后过氧化氢作为防腐剂在水中作用。这样的组合物可以特别有利地用于净化瓶装水,瓶装水经常被储存甚至更长时间,而在这种情况下,过乙酸在瓶中的降解会引起一些问题。0017根据本发明的一个实施方式,组合物含有固体试剂,其上结合液体试剂和任选的气态试剂。这样的组合物优选为固体的。结合的液体试剂可以包括,例如过乙酸、乙酸、过氧化氢、水或任何其它包含在组合物中的试剂。根据本发明的一个实施方式,组合物含有一些其它过酸而不是过乙酸。结合。

17、可以包括化学结合、吸收或任何其它类型的结合,其中,在运输和存储期间,液体和/或气体保留在固体试剂中。根据本发明,随着固体试剂加入到水中,液体试剂溶于水。处理这样的组合物是容易的,该组合物的分配也容易,因为它并不需要任何容器或测量液体的量。此外,该固体组合物在紧急情况或没有使用水净化设备的情况下可以容易地用于净化水。0018根据本发明的一个实施方式,根据本发明的组合物是固体片剂的形式。因此,投放DOSING根据本发明的组合物到水中很简单、直接,并且容易教授。此外,根据本发明实施方式的片剂容易储存、处理和运输。0019在根据本发明的方法中,根据本发明的组合物,优选地过乙酸,被加入到水中。甚至2MG。

18、/L毫克/升剂量的过乙酸也最常常足以杀死待净化水中包含的一半微生物。仅仅几倍大剂量的活性过乙酸,即5到15MG/L,通常减少90到999的微生物的量。在根据本发明的方法中,根据起始水的杂质程度,足够量的过乙酸或过乙酸水溶液被加入到水中。过乙酸与水反应,形成平衡混合物,其含有过乙酸、水、过氧化氢和乙酸。过乙酸、过氧化氢和乙酸的混合物优选地以约015PPM百万分率到1500PPM,或更优选地以005PPM到500PPM的量被加入。过乙酸、过氧化氢和乙酸是普通的工业制备和使用的化学制品,因而,本文不再详细讨论它们的制备和处理。过乙酸是对环境无害的化学制品。它分解迅速并不像其它杀微生物剂一样有毒。因为。

19、过乙酸与有机杂质反应,它在其使用环境中已经降解成过氧化氢和醋剂ACETUM。它并不在生态系统的任何一部分累积或浓缩。基于卤素的氧化性杀微生物剂可以形成危险的和致癌的降解产物,并带来腐蚀风险。过乙酸带来相对更小的腐蚀风险和害处更少的降解产物。0020根据本发明的一个实施方式,根据本发明净化水的方法被用于净化瓶装水。在瓶装水中,在长期储存中,水的保存会出现问题。另外的问题是,例如氯不能以足够的浓度被使用,因为瓶中的氯部分地蒸发到瓶子的气穴AIRPOCKET中,使使用者在开瓶时暴露于有害气味中。在使用根据本发明的方法期间,保留于瓶中的过乙酸和过氧化氢保存瓶装水甚至更长的时间。此外,由于使用了根据本发。

20、明的方法,瓶装水不伴有使用氯存在的气味问题,因为过乙酸和过氧化氢几乎是无嗅无味的。0021根据本发明的一个实施方式,根据本发明的方法被用于净化自来水,根据本发明的一个实施方式,过乙酸可以用于任何现有技术水净化方法中以部分地或完全地取代以前说明书CN102046010ACN102046014A4/8页6使用的水净化用化学制品,或除以前使用的水净化用化学制品之外用于任何现有技术水净化方法中;以前使用的水净化用化学制品特别是氯、氯化铵、臭氧、次氯酸钠、氨和亚硫酸铁。此外,根据本发明,用于净化水的紫外辐射可以通过使用过乙酸而被减少。此外,在使用过乙酸的情况下,一些以前应用的水净化步骤可以优选地被加速或。

21、者甚至完全不考虑。这样的步骤可以包括,例如臭氧化、氯化、过滤、活性碳过滤和紫外线消毒。气态氯和臭氧在给水设备WATERWORK中的使用比使用过乙酸危险的多。按重量计5到17稀释的过乙酸溶液,优选为5到15,包含与过氧化氢相同的风险等级,过氧化氢每年用量超过百万吨而没有引起问题。然而,作为活性剂,与过乙酸相比,需要的过氧化氢的量几乎是其3倍来迅速阻止生长。为了防止长期的生长,与过乙酸相比,需要的过氧化氢的量几乎是其百倍。0022根据本发明的一个实施方式,根据本发明的组合物在沉淀过程或沉淀前的水净化早期阶段被加入,以使水中有机物的量随方法的进行而尽可能的少,因而杂质的量会少很多。其结果是更纯、更安。

22、全的日用水。在本发明的该实施方式中,早在初始阶段,病原体就被完全清除或大部分清除,并且,试剂在整个工艺过程中都保持其作用。此外,在该工艺中后期应用的任选的UV紫外线/消毒使过乙酸的净化能力恢复活性,因此,过乙酸作用的时间变的很长。因为水实际上从工艺开始起就比较纯,几乎在过乙酸刚加入后就比较纯,因而有可能加速工艺的其它步骤。在工艺的其它步骤中,例如,暴露于臭氧化的时间可以被缩短,并且在UV/消毒中有可能使用更低瓦数的灯,因而节省了时间、能量和成本。氯/氯胺的量也可以被减少,因为它们现在主要用于在水流经管道时维持水的纯净。0023根据本发明的一个实施方式,根据本发明的组合物以必要的量被加入,同时测。

23、量水的净化。根据需要,根据本发明的组合物可以以无限量被加入到待净化的水中。根据本发明的方法优选地包含循环,其中根据本发明的组合物被加入到待净化的水中,其随后被测量杂质,并且更多的根据本发明的组合物被加入到其中直到水经测量足够纯净并可以转到下一个水净化步骤。根据本发明的另一个实施方式,许多用于加入根据本发明的组合物的点被按顺序排列到水净化路线上,这些点之间排列着测量点以便根据本发明的组合物以基于前一个测量点获得的信息计算出来的量被加入。因为过乙酸、过氧化氢和乙酸都是完全水溶性的,并且因为过乙酸和过氧化氢在净化方法中被消耗并转化成水和乙酸,根据起始水的纯度,有可能在每一种情况下加入必需量的根据本发。

24、明的组合物。例如,氯在水中的溶解性是有限的,并且此外,因为氯本身并不被消耗而是依然留在水中,当大量使用时,味道、气味以及健康问题也随之而来。0024根据本发明的一个实施方式,该方法包含加入根据本发明的组合物,并且卤素,如氯、或其衍生物例如氯化铵仅在紫外线消毒后才被加入以确保在其经过供水系统期间水保持纯净。0025根据本发明的优选实施方式,根据本发明的组合物在紫外线消毒前被用于取代卤素的使用。用这种方式,卤素及其衍生物可以以很小的量被使用,并且致癌卤化烃的形成以及与氯有关的味道、气味和健康问题可以被最小化。0026根据本发明的一个实施方式,卤素及其衍生物根本不被用于净化水。根据本发明的优选实施方。

25、式,根据本发明的组合物被用于完全取代卤素的使用,以避免致癌卤化烃的形成以及与氯有关的味道、气味和健康问题。0027根据本发明的一个实施方式,臭氧根本不被用于净化水。根据本发明的优选实施说明书CN102046010ACN102046014A5/8页7方式,本发明的组合物被用于完全取代臭氧的使用,以便昂贵的臭氧设备不被需要,并且可以在水处理厂避免对有毒、危险的臭氧的处理。0028根据本发明的一个实施方式,过乙酸以01到5MG/L的量被加入到水中,并且过氧化氢以01到50MG/L的量被加入。根据本发明的优选实施方式,过氧化氢以5到15MG/L的量被加入到水中。尤其在净化瓶装水的情况下,根据本发明的方。

26、法,依据起始水的杂质程度,过乙酸以01到5MG/L的量被加入,并且,过氧化氢以01到50MG/L的量被加入,优选的剂量为5到15MG/L,而且乙酸以必要的量被加入。大部分过乙酸在投放刚开始时就被消耗了,其后过乙酸的降解减缓。过乙酸在数十分钟之内被减半。在较小剂量浓度下,过乙酸在数小时内被减半,这增加了作用的有效期。在5到10分钟内5到10MG/L的过乙酸残留浓度满足足够的作用期。通常,过乙酸残留浓度构成剂量浓度的约一半。0029如果水是纯净的或几乎纯净,过乙酸的残留浓度和稳定性更高。过乙酸的消耗比过氧化氢更快,因为残留化学制品的比例与最初投放的过乙酸不同。在纯净水系统中,过乙酸大大减小了PH值。

27、。在剂量被耗尽后,酸度恢复到正常水平通常需要半个小时,但在缓慢的水系统中,可能甚至需要数小时。过乙酸的投放也有轻微的导电性增加效用。0030根据本发明的一个实施方式,根据本发明的组合物被加入到供水网络的不同部分或水塔。过乙酸发挥化学制品清除和消灭粘液形成物的作用。此外,其防止新的粘液形成物的产生。过乙酸阻止微生物结合到设备上以及微生物之间的结合,这提高了水的质量。水溶性化学制品,过乙酸渗透到粘液形成物细胞之间中间的空间中。随着过氧化氢和过乙酸分解成气态氧,形成了小气泡,其会破坏生物膜结构。随着细胞膜被损坏,在过乙酸存在的情况下,微生物的结合就变得更难了。由于过乙酸的生物膜降解效应,根据本发明的。

28、组合物发挥防蚀的功能,保护了水管、水塔和水池。它不像在合适的浓度时那样有腐蚀性。当根据本发明实施方式加入时,过乙酸被加入到供水网络的不同部分,以避免过乙酸降解后水的再污染。0031在本发明的一个实施方式中,固体或液体组合物被加入到终端用户的管道和/或与水龙头连接起来。优选地在自来水质量变化的区域或在不适于饮用的地方,根据本发明,有可能将根据本发明的组合物加入到单个住户的水管中以提高水的质量。此外,本发明的该实施方式使例如,从河流或其它等同环境中取水并纯化之使其适于饮用而不用投巨资到水处理厂的设备上成为可能。0032根据本发明的优选实施方式,当从管道中取水时,根据本发明的组合物结合水龙头被加入,。

29、以便过酸,优选为过乙酸的快速净化效应使水得以被立即净化并使用,并且同时,当过酸,优选为过乙酸分解时避免了水再污染的可能。0033根据本发明优选的实施方式,根据本发明的组合物被加入到饮水器皿或水容器中,以便过酸,优选为过乙酸的快速净化效应使水得以被立即净化并使用。0034根据本发明的一个实施方式,根据本发明的组合物被用于净化人工地下水。根据本发明一个的优选实施方式,根据本发明的组合物被用于部分地或完全取代氯及其衍生物在净化人工地下水中的使用。根据本发明的一个实施方式,通过将根据本发明的组合物加入到生成人工地下水的水中,根据本发明的组合物被用于净化人工地下水盆地和/或沙砾。0035在接下来的部分中。

30、,将通过参考附图详细描述本发明。说明书CN102046010ACN102046014A6/8页80036图1显示了净化自来水的典型方法,其中水通过,例如臭氧、紫外光和氯被消毒。根据本发明的方法和组合物并不限于本文介绍的净化方法,相反,通过改进任何已知的水净化方法,可以使用根据本发明的组合物。在图1所示的水净化方法中,水的酸度借助于石灰2和石灰水3被调节,并且通过向水中提供硫酸铁4使腐殖质沉淀。在沉淀后,水被引导到平流沉淀池HORIZONTALSEDIMENTATION,其中大部分沉淀物沉积在沉淀池的底部,从这里其被引导到污水净化厂。沉淀后,在用臭氧5消毒之前,水经砂滤器过滤。在臭氧化后,二氧化。

31、碳1被补给到水中,提高水的碱度,并因而减小供水网络中水引起的腐蚀。然后水被进行活性碳过滤以及紫外线消毒。在充当后备BACKUP消毒步骤的紫外线消毒后,以次氯酸钠6形式的少量氯以及与氯结合以形成氯胺的氨7被供应到水中。在最后的步骤中,二氧化碳和石灰水被加入到水中以将水的PH调节到期望值。在水净化后,其被泵送到供水网络。0037图2显示了根据本发明的净化方法的实施例,其中过乙酸在两步中被加入;在前置级沉淀8之前和在过滤期间沉淀9之后。在根据本发明优选实施方式的方法中,在方法开始时,过乙酸在沉淀前被加入以便水中有机物的量会随方法的继续进行而尽可能地少,而且杂质的量可以被大大减少。其结果是更纯和更安全。

32、的日用水。因此,在开始时,病原体就已经被清除,而根据本发明的组合物的作用持续整个方法过程。此外,UV/消毒使过乙酸的净化能力恢复活性,因此,过乙酸的作用持续很长。因为水实际上从该方法开始起,几乎在过乙酸刚加入后更纯净,因而有可能加速该方法的其它步骤。在该方法的其它步骤中,例如,暴露于臭氧化的时间可以被缩短,并且在UV/消毒中有可能使用更低瓦数的灯以节省时间、能量和成本。氯/氯胺的量也可以被减少。0038在根据本发明的一种方法中,过乙酸在生水处理的前置级,优选为8和/或9被投放到水中,如同其到达供水设备。在本发明的该实施方式中,过乙酸在生物学过滤、活性碳过滤和/或沙过滤水之前被投放。优选地,连续。

33、投放中剂量为005到5MG/L,更优选为01到2MG/L,甚至更优选为01到1MG/L。因为过乙酸在水处理的前置级被投放,水在早期阶段就被消毒,优选地伴随味道和气味的改善,并且优选地伴随铁和锰的沉淀。通过本发明的净化方法,有可能部分地或优选完全地取代传统充气和/或铁和锰/高锰酸钾的加入。此外,早在前置级或其后,通过过乙酸的作用消除大部分微生物增强了方法中随后的沙或其它生物学过滤的作用,因为在这种情况下,滤器的微生物区能够利用死的生物物质。此外,方法中随后的沙或其它生物学过滤优选地增强过乙酸的作用,并使更少剂量的过乙酸能提供相同的消毒能力。通常,有可能将剂量从1000PPM降到15PPM,优选为。

34、降到12PPM。由于有害的有机氯化合物的形成,相似的预消毒不能通过氯有利地进行。0039在本发明的该方法中,在前置级已经用过乙酸消毒的水随后经沙或其它生物学过滤被过滤,优选地清除较大的生物体。此外,在该过滤中,过乙酸的量优选地被降到初始加入量的约1/100,优选地降到初始加入量的1/1000。优选地,在该过滤中,大部分最大的污水病原体,如囊胞、变形虫、寄生虫和原生动物被滤掉。优选地,滤器大小合适以滤掉所有有机材料的大部分。0040在本发明的该方法中,沙或其它生物学过滤作为机械和生物滤器运作。过乙酸的残留量在滤器中被减少,并且残留的乙酸可以被滤器的生物膜作为养分利用。从过乙酸中提供的过氧化氢或加。

35、入的过氧化氢具有氧源的作用。在前置级,过乙酸优选地被仅以这样说明书CN102046010ACN102046014A7/8页9的浓度加入,即以使沙或其它生物学过滤期间,过乙酸及其残余的浓度对正常的生物膜是亚致死的,但优选地对致病微生物是致死的,一般而言,致病微生物比正常铁和锰沉淀微生物以及生物膜对过乙酸更敏感。所讨论的沙或其它生物滤器在清除铁和锰中本身是一个已知的过程。换言之,沙或其它生物滤器是补充这一过程的预先存在的设备。沙或其它生物滤器单独会太粗糙而不能清除微生物,从而使它们能够通过。在本发明的该实施方式中,过乙酸优选地在过滤之前或过滤期间的前置级以足以杀死水中大部分有害微生物的量被投入,然。

36、而,死亡率足够小以维持滤器生物膜的完整性。优选地,过乙酸按重量计以1至43的浓度被加入,更优选地按重量计以5至17的浓度被加入。过乙酸的剂量可以被调节,例如通过测量微生物区和/或过乙酸当流入和/或流出滤器时水中过乙酸的浓度,以及通过反馈调节剂量以得到期望的结果。本发明并不基于调节剂量;相反,可以通过方法技术中已知的任意合适方法来调节。因此,在本发明的该实施方式中,通过在生物学过滤之前加入过乙酸将化学、机械和生物方面ASPECT结合起来。通过这种方式,生物和/或机械过滤和/或过乙酸的作用得到提高。此外,有可能优选地由过乙酸整体或部分取代传统的铁和/或锰的沉淀化学制品。0041此外还有可能在过滤中。

37、结合正常的化学沉淀物质,如铝、聚合物和铁化学物质。铁化学物质的使用增强了过乙酸和过氧化氢的活性。这就是所谓的过氧化氢的FENTON法。此外,铁化学物质加速了过乙酸残留物的清除。滤器优选地每周一次通过定期的大规模回流冲洗来清洁,优选地同时加入能从滤器清除生物膜的过乙酸。这促进了滤器的作用并阻止了致病微生物的生长。0042已知紫外光曾用于水消毒。然而,灯具的老化和生锈约束了该方法。在本发明的该实施方式中,过乙酸优选地在相对于灯具老化的前置级被投放,以使紫外线处理的成本降低。紫外线处理并不是本发明的关键部分,并且该方法没有它也能运行。在本发明所述的过乙酸的投放中,预先存在的紫外线处理可以被使用,或者。

38、可进行CONSTRUCTABLE的紫外线处理可以由投放过乙酸替代。0043过乙酸及时分解,并且过乙酸残留物被及时地降到期望水平,或者根据本发明的实施方式,由投放过乙酸产生的乙酸残留物和/或其它残留物优选地部分或完全经砂滤器清除。优选地,过乙酸在最终产物中的含量少于01MG/L。根据本发明的一个实施方式,残留物可以在过乙酸投放同时延迟足够后通过碳过滤器或碳过滤被直接清除。0044在本发明的该方法中,任选的臭氧化步骤变得优选地不必要。或者,臭氧化步骤的作用可以通过过乙酸的残留物得到提高。臭氧化也减少了过乙酸残留物并加速浓度的降低。根据本发明的方法产生的水可以瓶装或引导到供水网络。在本发明的一个实施。

39、方式中,氯被加入到经上述方法净化的水中以防止任何可能保留在水中和/或被带入水中的不需要微生物的增殖。换言之,氯在本发明的该实施方式中被用作水中的防腐剂。优选地,在本发明的该实施方式中,投放的氯含量与常规水净化相比要小的多,因为不需要重新对水消毒,并且水中有机物的含量优选地与常规水净化相比同样更低,而且因为氯的用途仅仅是保护水而不是净化水或对水消毒。根据本发明实施方式的氯含量的减少优选地降低了健康危险并提高了水的气味和味道。在氯化期间根据本发明的方法产生的水中较少量的有机物减少了有机氯化合物的形成,其中的许多有机氯化合物可能是致癌的或在其它方面不需要的。说明书CN102046010ACN1020。

40、46014A8/8页100045图3显示了氯和过乙酸在除去三种常见微生物的水净化作用的比较。表格表明,为了从水中清除李斯特菌、葡萄球菌和肠道球菌,与氯相比仅需要一部分过乙酸。尤其是,对于5度水,这种差异很明显。通常,地下水以及从河或湖中汲取的生水的温度很低,在世界的许多地方甚至接近于5度。因此,与氯相比,需要的过乙酸的量少的多,降低了运送化学制品的成本。因为当被释放到环境中时,氯是比过乙酸更危险的的试剂,使用过乙酸的环境危险更小。此外,当被用于净化水时,过乙酸比氯对人的害处更小,并在供应水中形成更少的有毒和/或致癌残留物。0046图4和图5显示了过乙酸清除水中沙门氏菌和李斯特菌的效应。表格表明。

41、,即使暴露于根据本发明的组合物30秒也足以几乎从水中完全清除这些细菌。由于过乙酸在水净化中的快速效应,有可能连续监测净化结果并在需要的时候加入更多的过乙酸。这提供了一种更有效和更快速的净化方法,节省了成本并可以产生更好的结果,因为仅最佳用量的过乙酸被用于投放中。0047由于其抵抗剪切过氧化氢的过氧化氢酶的能力,过乙酸对生物体的杀生物作用比过氧化氢的作用大一个数量级。在微生物控制中使用的过乙酸的量比过氧化氢的量少,这使过乙酸的总体环境效应比过氧化氢的更有利。由于BOD生化需氧量负荷的小幅增加,过乙酸的长期环境效应可谓与乙酸的相当。0048水生生物对过乙酸要比陆生生物敏感约10倍。盐水中生物体的急。

42、性毒性比淡水生物体的小。过乙酸对较小的生物体或在胚胎发生期间毒性更大。对藻类和鱼的害处几乎相当,过乙酸的杀藻类作用大部分是由过氧化氢提供的。对于微生物,过乙酸具有杀生物和生物稳定剂的功能。0049过乙酸能够抵抗过氧化氢酶,所以它并不像过氧化氢一样特别迅速地生物分解。低浓度和处于干净并完全关封闭系统中的过乙酸的生物半衰期持续几周。过乙酸的直接环境效应与过氧化氢的相当。0050通过适当的剂量模式,有可能过乙酸的使用比其它化学制品更长,因为微生物对其来说并不容易调节。过乙酸的投放可以是连续的或定期的。为了达到更强大的效果,过乙酸被冲击INSHOCK投放。0051过乙酸比许多其它杀微生物剂作用更快,所。

43、以其使用减少了净化时间。消毒的浓度是安全的,对皮肤无刺激,而且并不在产物中留下有毒残留物。由于完全的水溶性,过乙酸并不产生沉淀,并且很容易洗。过乙酸并不起泡沫或使不锈钢产生腐蚀。0052过乙酸能有效抵抗大部分微生物细菌、真菌、孢子和病毒并且,由于过乙酸的快速效应,不会形成有抗性的微生物菌株。作为氧化性杀微生物剂,过乙酸与传统的常见杀生物剂相比,能更快地分解成无害物质,并对环境毒性更小。当与有机杂质反应时,大部分过乙酸在使用环境中尽可能早的分解。当被充分稀释或在降解过程中,过乙酸仅剩下过氧化氢和乙酸作为残留物。0053图6显示了过醋剂PERACETUM和过氧化氢在密闭瓶中的降解作为时间的函数。该图表明,加入约40MG/L的过氧化氢和15MG/L的过乙酸到水中,10小时后导致平衡,其含约2MG/L的过乙酸和10MG/L的过氧化氢。即使储存更长时间,这些化合物的量理想地足以预防瓶中微生物的生长,这些微生物可能幸免于净化或被带入到瓶中。说明书CN102046010ACN102046014A1/4页11图1图2说明书附图CN102046010ACN102046014A2/4页12图3图4说明书附图CN102046010ACN102046014A3/4页13图5说明书附图CN102046010ACN102046014A4/4页14图6说明书附图CN102046010A。

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